Q960EوQ690E هر دو فولادهای سازهای{0}}آلیاژی بالا- داخلی با استحکام E با درجه E هستند، به این معنی که هر دو الزامات چقرمگی ضربه را در -40 درجه برآورده میکنند و برای شرایط کاری با دمای پایین و سخت مناسب هستند. با این حال، شکاف مشخصی در سطوح قدرت آنها وجود دارد. این شکاف بیشتر منجر به تفاوت های آشکار در ترکیب شیمیایی، فرآیندهای تولید، نیازهای پردازش و سناریوهای کاربردی می شود.


ترکیب شیمیایی
هر دو فولاد برای افزایش عملکرد به عناصر آلیاژی متکی هستند، اما Q960E کنترل دقیقتری بر محتوای کربن دارد تا از استحکام فوقالعاده{1}} اطمینان حاصل کند و از شکنندگی بیش از حد جلوگیری کند. انواع و نسبتهای عناصر آلیاژی نیز برای متعادل کردن تضاد بین استحکام و چقرمگی اصلاحتر شدهاند. مقایسه ترکیبات خاص به شرح زیر است:
| عنصر | Q960E | Q690E |
|---|---|---|
| کربن (C) | کمتر یا مساوی 0.18٪ | کمتر یا مساوی 0.20٪ |
| سیلیکون (Si) | کمتر یا مساوی 0.5٪ | کمتر یا مساوی 0.60٪ |
| منگنز (Mn) | کمتر یا مساوی 1.5٪ | کمتر یا مساوی 2.00٪ |
| فسفر (P) | کمتر یا مساوی 0.015% | کمتر یا مساوی 0.025٪ |
| گوگرد (S) | کمتر یا مساوی 0.02٪ | کمتر یا مساوی 0.015% |
| عناصر آلیاژی | حاوی کمتر یا مساوی 0.9٪ نیکل، 0.04٪-0.06٪ نیوبیم، و محتوای کروم کمتر از یا برابر با 0.01٪ است. نسبت دقیق عناصر میکرو{6}}آلیاژی استحکام فوق العاده-و چقرمگی در دمای پایین را تضمین میکند. | حاوی کمتر یا مساوی 0.80٪ نیکل، کمتر یا مساوی 1.00٪ کروم، کمتر یا مساوی 0.30٪ مولیبدن، و همچنین عناصر میکرو{3}}آلیاژی مانند نیوبیم و تیتانیوم را برای افزایش استحکام و عملکرد جوش اضافه می کند. |
خواص مکانیکی
برجسته ترین تفاوت بین این دو در قدرت تسلیم نهفته است. Q960E فولاد بسیار-استحکام-بالا و Q690E فولاد با استحکام بالا-است. همچنین تفاوت های مربوطه در استحکام کششی، ازدیاد طول و سایر شاخص ها وجود دارد:
| شاخص عملکرد | Q960E | Q690E |
|---|---|---|
| قدرت تسلیم | بزرگتر یا مساوی 960 مگاپاسکال (برای ضخامت کمتر یا مساوی 50 میلی متر) | ≥690MPa (for thickness ≤50mm); ≥630MPa when thickness >100 میلی متر) |
| استحکام کششی | 980 - 1150مگاپاسکال | 710 - 940MPa (با ضخامت متفاوت است) |
| ازدیاد طول | بزرگتر یا مساوی 12% | بزرگتر یا مساوی 14 درصد |
| چقرمگی ضربه | انرژی ضربه بزرگتر یا مساوی 27 ژول (برخی استانداردها به بیشتر یا مساوی 34 ژول نیاز دارند) در 40- درجه | انرژی ضربه بزرگتر یا مساوی 47 ژول در -40 درجه، با عملکرد ضد شکستگی در دمای پایین- بهتر |
الزامات تولید و پردازش
برای دستیابی به سطوح مقاومت مختلف، این دو فولاد تفاوتهای آشکاری در پیچیدگی فرآیند تولید و سختی{0}}پس از پردازش دارند:
- Q960E: از مبدل اکسیژن یا ذوب کوره الکتریکی، همراه با فناوری گاز زدایی خلاء برای رسیدن به استاندارد فولاد فوق- خالص استفاده می کند. پس از چرخش چند-گذر، باید در 900 - 950 درجه خاموش شدن و در 200 - 300 درجه تلطیف شود. در حین جوشکاری، دمای پیش گرم باید در 150 - 200 درجه کنترل شود و گرمای ورودی باید به 15 - 25 کیلوژول بر سانتی متر محدود شود. هنگام برش و خمش، شعاع خمش سرد باید حداقل 6 برابر ضخامت صفحه باشد و برای برش به ابزار خاصی نیاز است.
- Q690E: می توان آن را با فرآیند تمپر معمولی تولید کرد. عملکرد جوشکاری آن برجسته تر است و برای فرآیندهای رایج مانند جوشکاری قوس الکتریکی و جوشکاری محافظ گاز مناسب است. در حین جوشکاری نیازی به پیش گرمایش بسیار دقیق و کنترل حرارت ورودی نیست. فرآیند پردازش کلی ساده تر است و هزینه پردازش بسیار کمتر از Q960E است.
سناریوهای کاربردی
انتخاب این دو در کاربردهای عملی عمدتاً بر اساس الزامات تحمل بار و بودجه هزینه است:
- Q960E: عمدتاً در زمینههای-بالا-و{1}}تقاضا بالا استفاده میشود. به عنوان مثال، برای ساختن بوم جرثقیلهای اتومبیل با تناژ بزرگ- استفاده میشود که میتواند وزن بوم را تا حد زیادی کاهش دهد. همچنین برای بدنه خودروهای زرهی سبک، ستونهای تکیهگاه آسمانخراشهای 1000-متری، بدنههای فشار سکوهای حفاری عمیق-دریایی و قایقهای نجات عمیق-دریایی اعمال میشود. استحکام بسیار{10}بالای آن میتواند نیازهای باربری شدید و سبک وزن را برآورده کند.
- Q690E: به طور گسترده در پروژههای{0}سنگین عمومی با عملکرد هزینه بالا استفاده میشود. برای لولههای فولادی تحت فشار ایستگاه برق آبی بایتان، برخی از بخشهای لولهای از خط لوله گاز طبیعی چین-مسیر شرقی روسیه، اجزای بوژی راهآهن پرسرعت-و تکیهگاههای هیدرولیک معادن زغالسنگ استفاده میشود. میتواند نیازهای مقاومتی اکثر تجهیزات و پروژههای سنگین را برآورده کند و در مقایسه با Q960E هزینهها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
درجات "E" Q960E و Q690E چه چیزی را نشان می دهند، و این چه تاثیری بر سناریوهای کاربردی آنها دارد؟
"E" در هر دو فولاد درجه کیفی آنها را نشان می دهد، به این معنی که هر دوی آنها شرایط چقرمگی ضربه را در شرایط -40 درجه برآورده می کنند. این ویژگی هر دو فولاد را قادر میسازد که در دمای پایین و محیطهای خشن، مانند ایستگاههای تحقیقات علمی قطبی، پروژههای منطقه آلپ و تجهیزات دریایی استفاده شوند. برخلاف فولادهای سازهای معمولی، آنها در شرایط شدید دمای پایین مستعد شکستگی شکننده نیستند، بنابراین دامنه کاربرد خود را در شرایط کاری شدید گسترش میدهند.
از نظر خواص مکانیکی، چه چیزی Q960E را برای ساخت تجهیزات پیشرفتهتر از Q690E مناسبتر میکند؟
مزیت اصلی Q960E نسبت به Q690E در استحکام تسلیم بسیار بالاتر آن است. حداقل قدرت تسلیم آن 960 مگاپاسکال به مراتب بالاتر از حداکثر قدرت تسلیم Q690E 690 مگاپاسکال است. با ظرفیت باربری یکسان، استفاده از Q960E می تواند تا حد زیادی ضخامت و وزن قطعات را کاهش دهد. به عنوان مثال، هنگامی که برای ساخت بوم جرثقیل استفاده می شود، می تواند وزن بوم را تا بیش از 15٪ کاهش دهد که باعث بهبود راندمان عملیات و پایداری تجهیزات می شود. این مزیت سبک وزن{12}}و قدرت بالا برای تجهیزات{13}بالا با محدودیتهای سنگین وزن غیرقابل جایگزینی است.
آیا تفاوت قابل توجهی در هزینه های تولید و قیمت بازار بین Q960E و Q690E وجود دارد؟
بله، تفاوت های زیادی وجود دارد. Q960E به فرآیندهای پیچیده ای مانند گاز زدایی در خلاء و کوئنچ و تمپر کردن دقیق در طول تولید نیاز دارد و کنترل عناصر آلیاژی دقیق تر است که منجر به هزینه های تولید بالا می شود. قیمت آن در بازار حدود 2.5 برابر Q690E است. Q690E دارای فرآیند تولید بالغ و ساده، آستانه فنی پایین، عرضه کافی در بازار و قیمت های پایدار است. این یک انتخاب مقرون به صرفه برای پروژههای سنگین- عمومی است.
هنگام ساخت پروژه های مهندسی دریایی، چگونه بین Q960E و Q690E انتخاب کنیم؟
انتخاب بستگی به اجزای خاص و نیازهای بار دارد. برای اجزای کلیدی که نیاز به تحمل{1}فشار بالا و بار سنگین دارند، مانند پوسته فشار سکوهای حفاری عمیق-دریایی و ساختار باربری هسته-کشتیهای بزرگ، Q960E باید به دلیل استحکام فوقالعاده-ش انتخاب شود که میتواند ایمنی را در شرایط شدید دریایی تضمین کند. برای اجزای معمولی مانند قطعات خط لوله عمومی و سازه های عرشه معمولی سکوهای دریایی، Q690E مناسب تر است. این می تواند ضمن کنترل هزینه کلی پروژه، استحکام و الزامات مقاومت در برابر خوردگی را برآورده کند.
چرا Q960E کشش کمتری نسبت به Q690E دارد و چه تاثیری بر استفاده از آن دارد؟
Q960E بخشی از کشیدگی خود را قربانی می کند تا به استحکام فوق العاده- دست یابد. این یک معامله رایج-در طراحی فولادهای با استحکام{4} بالا است. ازدیاد طول بیشتر یا مساوی 12% کمتر از Q690E بزرگتر یا مساوی 14% است که به این معنی است که ظرفیت تغییر شکل پلاستیک آن نسبتا ضعیف است. در استفاده عملی، Q960E برای قطعاتی که نیاز به تغییر شکل پلاستیکی بزرگ دارند مناسب نیست. برای جلوگیری از خرابی به دلیل ظرفیت ناکافی تغییر شکل در حین استفاده، بیشتر در اجزای باربر با اشکال نسبتاً ثابت و نیازهای تغییر شکل کوچک، مانند ستونهای نگهدارنده ثابت و بومهای جرثقیل استفاده میشود.

